清洁度是反映被清洗基材表面清洁状况的重要指标，不同清洗技术（等离子清洗机干式清洗，超声波湿法清洗、超声波干式清洗等）可以去除的污染物类型不同，因此不同
清洗技术对应的清洁度评价方法略有差异。目前多数清洁度评价方法只能实现定性分析，能实现定量分析的清洁度评价方法较少。该文将清洁度评价方法分为定性分析方法
和定量分析方法两类，并对其主要应用场合进行总结。
定性分析方法
清洁度定性分析用于判定被清洗样件是否达到指定的清洁程度或干净标准，通常与设定的标准清洁度进行对比以得出结论。常用的清洁度定性分析方法有目测及光学观察法、
擦拭法、水滴接触角法及图像处理法等。
PLUTO-T等离子清洗机
目测及光学观察法
目测及光学观察法是最基本的清洁度评价方法，该方法用肉眼或光学显微镜观察被清洗样件表面。目测及光学观察法现已应用于油污、颗粒、锈斑及积碳等污染物的去除
程度评判。此外，该方法在高压水射流除漆及除锈领域也有应用，采用光学观察法评价高压水射流清洗对漆层及锈层的清洗效果。而在液相辅助激光清洗技术清洗颗粒污
染物方面，使用光学显微镜表征液相辅助激光清洗后基材表面微球的去除效果，如下图所示。
目测及光学观察法具有操作简单、适用范围广等优点，但同时也存在精度差等问题，明确目测及光学观察法的适用范围将十分重要，该方法对检测精度要求不高的场合将会
发挥更大作用。
擦拭法
擦拭法是一种较为传统的清洁度定性评价方法。在擦拭法中，用布料擦拭被清洗基材表面，通过与干净的擦拭布进行对比以判断被清洗基材的表面清洁度。此外，在干冰清
洗绝缘子领域擦拭法也有应用，例如用湿纸擦拭绝缘子表面以判断清洗后绝缘子的清洁度。与目测及光学观察法特点相似，擦拭法操作简单但精度差，适用于对清洁度要求
不高的场合。此外，由于其操作简单的特点，擦拭法可以作为精确检测前的预检测，用于避免不必要的资源浪费，有利于提高检测效率。
水滴接触角及成分分析法
等离子体清洗机一般用于去除有机物及颗粒物等污染物。等离子体处理后的清洗基材的表面能会发生改变，所以水滴接触角在评价等离子清洗后基材表面清洁度方面有广泛
应用，下图展示了清洗前后水滴接触角的变化，水滴接触角由清洗前的 75°以上变为清洗后的 60°左右。
针对等离子体清洗后基材清洁度评价，现有研究主要依靠水滴接触角测试、X 射线光电子能谱(XPS)、红外反射光谱分析等手段。水滴接触角和XPS是评价等离子体清洗后基
材表面清洁度的经典组合。
图像处理法
图像处理法是一种较新的清洁度评价方法，该方法依靠摄像机提取基材表面信息，经数据处理后通过定性分析污染区域面积变化或图像像素灰度变化去评价清洗效果，其原
理如图所示。
使用相机拍摄图像并对图像进行处理，将高灰度值的像素指定为“不干净”，将低灰度值的像素指定为干净，用于评价清洗后基材的表面是否干净。图像处理法具备灵活
的特性，因此易实现清洁度的在线监测。通过图像预处理、去光照及图像阈值分割处理等手段实现了清洁度的在线监测和评价，实现了清洗合格区域与不合格区域的快速
识别，通过与表面元素检测结果对比证明了该方法的有效性。
表面形貌及成分分析法
表面形貌及成分分析是研究中常用的清洁度评价及表面损伤评价的手段，特别是对于激光清洗，污染物去除的过程常伴随被清洗基材表面形貌的改变，因此此类评价方法具
有较多应用。通过检测激光清洗后的表面形貌及元素分布研究了激光清洗参数对清洗效果造成的影响。常用的化学成分分析手段有能谱仪(EDS)和XPS，如图展示了XPS在清
洁度评价中的应用，等离子清洗前后NbO，Nb，CHx峰出现较大变化，证明XPS在清洁度检测中的有效性。
定量分析方法
相比清洁度的定性分析，被清洗基材表面清洁度的定量分析更具挑战。常用的清洁度定量分析方法有称重法、颗粒尺寸数量法及荧光发光法等。
称重法
称重法需借助精密称量仪器去称量污染物质量或清洗前后的基材质量变化从而定量评价清洗效果。锈斑、油漆、油污及积碳等类型的污染物去除会导致被清洗对象的质量
变化，因此称重法对表征上述污染物的清除效果具有极大优势。在超临界CO2清洗中称重法同样具有广泛的应用。称重法适用于小质量样件的清洁度判定，其评价精度易
受到精密称量仪器精度及称量过程的影响，因此需要建立严格的实验操作规范去保证其评价精度。
颗粒尺寸数量法
颗粒尺寸数量法通过统计污染物颗粒的尺寸和数量去评价基材的清洁度，该方法主要面向颗粒污染物。给出了颗粒尺寸数量法在清洁度评价中的应用实例，如图所示利用
视野内的 Al2O3 颗粒数量定量表征清洗效果。
在超声清洗去除颗粒污染物过程中，颗粒尺寸数量法也常用于评价表面清洁度。颗粒尺寸数量法的评价精度较高，但同时也存在评价效率慢的问题，对于大规模的颗粒污
染的计数存在较大难度。结合计算机优化算法及图像处理技术可以提高其计数能力及颗粒尺寸统计能力。
荧光发光法
荧光发光法用紫外线照射目标区域，污染物经紫外线照射后产生荧光，荧光分析的电子吸收光子后能量提高，导致电子发生能级跃迁进而释放荧光，根据共焦原理从而精确
确定油污污染的程度。荧光发光法对油污、冷却液、润滑剂或蜡等污染物敏感，而对其他污染物不敏感。
相较于其他方法，荧光发光法能快速精确评价清洁度的大小，且几乎不受其他因素干扰，目前清洁度值已与表面污染物状态建立了科学的映射关系，因此被归类为清洁度
定量评价方法。
推动清洁度评价方法多样化发展，建立面向特定工艺的清洁度评价体系。清洁度评价有助于优化清洗工艺，从而获取更优异的清洁度。应促进清洁度定量分析及定性分析
方法的多样化发展，促进定量及定性评价方法的交叉结合使用，面向不同场景开拓新型表面清洁度评价方法。在某些特定领域，面向特定工艺的清洁度评价体系有助于建
立清洁度与后续工件性能之间的映射关系，根据性能要求反求清洁度进而指导清洗工艺。
